Патент на изобретение №2291034

(54) ДИСКОВАЯ ПИЛА ДЛЯ РЕЗКИ МЕТАЛЛОИЗДЕЛИЙ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и наиболее эффективно может быть использовано для резки металлоизделий в непрерывных профилегибочных и трубосварочных станах. Дисковая пила содержит диск с размещенными на его наружной поверхности отрезными зубьями. Пила снабжена сегментами с зачищающими элементами резания, закрепленными на площадках, размещенных в выполненных равномерно по периметру наружной поверхности диска окнах. Зачищающие элементы резания на каждом сегменте выполнены в виде радиальных или торцевых зубьев, причем сегменты с радиальными зачищающими зубьями размещены поочередно с сегментами с торцевыми зачищающими зубьями. Радиальные зубья расположены на окружности, меньшей по диаметру наружной поверхности диска на 1,0-1,5 мм, и выполнены с обеспечением радиальной подачи на зуб 0,01 мм. Торцевые зубья расположены на окружности, диаметр которой меньше на 2-3 мм диаметра окружности, на которой размещены радиальные зачищающие зубья. При этом отрезные зубья расположены между окнами. Достигается обеспечение резки непрерывно движущихся профилей и труб в линиях профилегибочных и трубосварочных станов на высокой скорости сварки и улучшение качества реза торцов труб. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области обработки металлов резанием, а точнее к дисковым пилам для резки металлоизделий, и наиболее эффективно может быть использовано в непрерывных профилегибочных и трубосварочных станах.

Одним из узких мест непрерывных трубосварочных станов является “летучее” отрезное устройство. При производстве сварных труб диаметром 20-108 мм со скоростью 90 м/мин и последующей ее порезке на ходу длиной 6 метров для обеспечения непрерывности технологического процесса пила отрезного устройства должна иметь окружную скорость резания до 96 м/с и подачу 180 мм/с, при этом для повышения стойкости режущих зубьев и качества торцев труб величина подачи на один зуб должна быть минимально возможной.

По величине окружной скорости резания пилы трубосварочных станов приближаются к фрикционным пилам, которые, не имея зубьев, должны вращаться с окружной скоростью, равной 120-150 м/с, и иметь подачу 1,5 см²/с (см. Веселовский С.И., Разрезка материалов, Москва, Машиностроение, 1973 г., с.218-219).

Торцы разрезаемых труб для соответствия нормативным документам после порезки традиционно подвергаются торцовке на металлорежущих станках, которые требуют дополнительной производственной площади, обслуживающего персонала и финансовых затрат.

В связи с малым циклом резки труб на трубосварочных станах используется большое количество пильных дисков и поэтому для снижения затрат по производству труб они должны иметь максимально возможную стойкость зубьев и минимальную стоимость изготовления.

Из известных дисковых пил для резки металлоизделий наиболее близкой по технической сущности является дисковая пила для резки металлоизделий, описанная в а.с. СССР №1298010, кл. В 21 Д 1/02, заявл. 02.10.85 г., опубл. 23.03.87 г.

Эта дисковая пила для резки металлоизделий содержит диск с размещенными на его наружной поверхности отрезными зубьями. Зубья пильного диска выполнены в виде сегмента в пределах угла 120-180° и представляют собой резцы, установленные в пазах диска. Диск имеет привод поворота. Разрезаемое металлоизделие в процессе резания вращается. При вращении металлоизделия каждый отрезной зуб диска при контактировании с наружной поверхностью металлоизделия за один его оборот снимает стружку определенной толщины. При повороте диска на 120-180° металлоизделия разрезаются.

Недостаток известной конструкции дисковой пилы для резки металлоизделий заключается в том, что она не может быть использована в непрерывных профилегибочных и трубосварочных станах для резки непрерывно движущихся профилей и труб, выходящих из стана на большой скорости (90 м/мин).

Другим недостатком известной конструкции дисковой пилы для резки металлоизделий является то, что при порезке труб, выходящих из стана на большой скорости, на торцах труб будут иметь место большие заусенцы и даже “борода”, что снижает качество реза.

Задача настоящего изобретения состоит в создании дисковой пилы для резки металлоизделий, позволяющей обеспечить на высокой скорости сварки резку непрерывно движущихся профилей и труб в линиях профилегибочных и трубосварочных станов и улучшить качество реза торцев труб.

Поставленная задача достигается тем, что дисковая пила для резки металлоизделий, содержащая диск с размещенными на его наружной поверхности отрезными зубьями, согласно изобретению снабжена сегментами с зачищающими элементами резания, закрепленными на площадках, размещенных в выполненных равномерно по периметру наружной поверхности диска окнах, зачищающие элементы резания на каждом сегменте выполнены в виде радиальных или торцевых зубьев, причем сегменты с радиальными зачищающими зубьями размещены поочередно с сегментами с торцевыми зачищающими зубьями, при этом радиальные зубья расположены на окружности, меньшей по диаметру наружной поверхности диска на 1,0-1,5 мм, и выполнены с обеспечением радиальной подачи на зуб 0,01 мм, торцевые зубья расположены на окружности, диаметр которой меньше на 2-3 мм диаметра окружности, на которой размещены радиальные зачищающие зубья, а отрезные зубья расположены между окнами.

Каждый сегмент с радиальными зачищающими зубьями имеет, по крайней мере, два зуба аналогичных по форме и размерам отрезным зубьям и имеющих ширину, большую на 0,1-0,3 мм ширины отрезных зубьев. Кроме того, торцевые зачищающие зубья выполнены с обеих сторон каждого сегмента и направлены в сторону оси вращения диска, при этом сегменты с торцевыми зачищающими зубьями в средней плоскости диска посредством прорези разделены на две равные части с образованием в основании прорези уменьшенных поперечных сечений. Поверхности радиальных и торцевых зубьев покрыты износостойким материалом.

Такое конструктивное выполнение дисковой пилы для резки металлоизделий позволит обеспечить на высокой скорости сварки качественную резку профилей и труб в линиях непрерывных профилегибочных и трубосварочных станов и улучшить качество реза торцев труб.

Это достигается за счет того, что процесс резки непрерывно движущейся трубы в трубосварочном стане осуществляется в три этапа:

– Черновая разрезка трубы (более 93% объема работы резания) отрезными зубьями, выполненными на наружной поверхности диска с минимально возможной подачей на зуб.

– Чистовая обработка торцев разрезаемой трубы радиальными зачищающими зубьями, выполненными из легированной стали с последующим износостойким покрытием. Торцовка осуществляется с минимально возможными радиальной подачей на зуб и припуском на механическую обработку.

– Финишная обработка торцев разрезаемой трубы торцевыми зачищающими зубьями, выполненными из легированной стали и покрытыми износостойким материалом. Торцевая завершающая обработка торцов осуществляется с минимально возможной радиальной подачей и прижатием режущих зубьев к торцам за счет центробежных сил, возникающих при вращении диска.

Для пояснения изобретения ниже приводится конкретный пример выполнения изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

на фиг.1 изображена дисковая пила с сегментами для резки металлоизделий,

на фиг.2 – место I на фиг.1;

на фиг.3 – место II на фиг.2;

на фиг.4 – разрез А-А на фиг.2;

на фиг.5 – разрез Б-Б на фиг.3;

на фиг.6 – разрез В-В на фиг.3.

Дисковая пила с сегментами для резки металлоизделий содержит диск 1 диаметром D₁ из углеродистой стали, по периметру наружной поверхности которого равномерно выполнены окна 2, в которых расположены площадки 3 для крепления с помощью заклепок 4 сегментов 5 с зачищающими элементами резания, выполненными в виде радиальных 6 или торцевых 7 зубьев. На наружной поверхности диска 1 между окнами 2 расположены отрезные элементы резания 8 в виде зубьев. Все сегменты выполнены из легированной стали. Сегменты 5 с радиальными 6 зачищающими зубьями размещены в окнах 2 поочередно с сегментами 5 с торцевыми 7 зачищающими зубьями. Каждый сегмент 5 с радиальными 6 зачищающими зубьями имеет, по крайней мере, два зуба 9, аналогичных по форме и размерам отрезным зубьям 8, но расположенных по окружности D₂, меньшей относительно диаметра наружной поверхности D₁ диска 1 на 1,0-1,5 мм, и имеющих ширину H₁, большую на 0,1-0,3 мм ширины Н₂ отрезных зубьев 8. В каждом сегменте 5 торцевые 7 зачищающие зубья выполнены с обеих сторон и направлены в сторону оси вращения диска. При этом они расположены на окружности, диаметр D₃ которой меньше на 2-3 мм, чем диаметр D₂ окружности, на которой размещены радиальные 6 зачищающие зубья. Сегменты 5 с торцевыми 7 зачищающими зубьями в средней плоскости диска посредством прорези 10 разделены на две равные части 11 с образованием в основании прорези уменьшенных поперечных сечений 12. Поверхности радиальных 6 и торцевых 7 зубьев покрыты износостойким материалом. В центре диска 1 выполнено цилиндрическое отверстие 13 для установки и отверстия 14 для крепления дисковой пилы на шпинделе (не показано) отрезного устройства. Части 11 сегментов 5 имеют заходные фаски 15, 16.

Дисковая пила закрепляется на шпинделе отрезного устройства.

Дисковая пила для резки металлоизделий в составе отрезного устройства при резке труб в непрерывном трубосварочном стане работает следующим образом (оборудование стана не показано).

После разгона каретки отрезного устройства до скорости сварки на стане непрерывно движущаяся труба зажимается. При вертикальном перемещении шпинделя с пилой до соприкосновения с наружной поверхностью трубы с помощью гидроцилиндра начинается ее разрезание отрезными зубьями 8 диска 1. После внедрения этих зубьев в тело трубы на 0,5-0,75 мм в работу по разрезанию трубы вступают зубья 9 сегментов 5. Имея ширину H₁, большую на 0,1-0,3 мм ширины Н₂ отрезных зубьев 8 диска 1, покрытые износостойким материалом зубья 9 будут осуществлять зачистку торцов (чистовую торцовку), образующихся после резания трубы зубьями 8. Чистовая обработка торцов обеспечивается высокой скоростью резания (96 м/сек), малой радиальной подачей на зуб (0,01 мм) и малым припуском на обработку (0,05-0,15 мм). После того, как зубья 8 внедрятся на 1,5-2 мм в тело торцев, в работу по окончательной зачистке торцев, образованных в результате врезания отрезных зубьев 8 диска 1 в тело непрерывно движущейся трубы, вступают торцевые зубья 7 сегментов 5. Прижатие разделенных пазом 10 частей 11 сегментов 5 с торцевыми зачищающими зубьями 7 к обрабатываемым торцам трубы осуществляется за счет прогиба этих частей относительно уменьшенных поперечных сечений 12 от изгибающего момента. Величина этого момента определяется произведением возникающей при вращении диска с сегментами центробежной силы Р_ц части 11 сегмента 5 с торцевыми зачищающими зубьями на плечо h, равное расстоянию от центра масс этих зубьев до середины уменьшенных поперечных сечений 12. Максимальный припуск на обработку каждого торца определяется из соотношения:

где П_т – максимальный возможный торцевой припуск, мм;

_т – торцевое биение диска пилы при вращении его вместе со шпинделем отрезного устройства.

Для уменьшения ударных нагрузок на сегменты 5 при торцовке части 11 сегментов 5 имеют заходные фаски 15, 16.

После прохождения отрезными и зачищающими зубьями всего поперечного сечения отрезаемой трубы процесс разрезки и обработки торцов непрерывно движущейся трубы заканчивается. Пила с помощью гидроцилиндра возвращается в верхнее исходное положение, труба освобождается от зажима, каретка отрезного устройства возвращается в исходное положение.

Далее цикл повторяется.

Предложенная дисковая пила для резки металлоизделий по сравнению с известными позволит обеспечить резку непрерывно движущихся профилей и труб в линиях профилегибочных и трубосварочных станов и улучшить качество реза торцев труб.

Формула изобретения

1. Дисковая пила для резки металлоизделий, содержащая диск с размещенными на его наружной поверхности отрезными зубьями, отличающаяся тем, что она снабжена сегментами с зачищающими элементами резания, закрепленными на площадках, размещенных в выполненных равномерно по периметру наружной поверхности диска окнах, зачищающие элементы резания на каждом сегменте выполнены в виде радиальных или торцевых зубьев, причем сегменты с радиальными зачищающими зубьями размещены поочередно с сегментами с торцевыми зачищающими зубьями, при этом радиальные зубья расположены на окружности, меньшей по диаметру наружной поверхности диска на 1,0-1,5 мм, и выполнены с обеспечением радиальной подачи на зуб 0,01 мм, торцевые зубья, расположены на окружности, диаметр которой меньше на 2-3 мм диаметра окружности, на которой размещены радиальные зачищающие зубья, а отрезные зубья расположены между окнами.

2. Дисковая пила по п.1, отличающаяся тем, что каждый сегмент с радиальными зачищающими зубьями имеет, по крайней мере, два зуба аналогичных по форме и размерам отрезным зубьям и имеющих ширину, большую на 0,1-0,3 мм ширины отрезных зубьев.

3. Дисковая пила по п.1, отличающаяся тем, что торцевые зачищающие зубья выполнены с обеих сторон каждого сегмента и направлены в сторону оси вращения диска, при этом сегменты с торцевыми зачищающими зубьями в средней плоскости диска посредством прорези разделены на две равные части с образованием в основании прорези уменьшенных поперечных сечений.

4. Дисковая пила по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что поверхности радиальных и торцевых зубьев покрыты износостойким материалом.

РИСУНКИ